(57)【要約】【課題】ピニオン６がリングギヤ５に噛合う過程で生じる衝撃を低減することでピニオン６の損傷を防止でき、ひいては、エンジン停止直前の揺動期間中を含めたエンジン停止過程の全領域でエンジンの再始動が可能なスタータ１を提供する。【解決手段】スタータ１は、ピニオン移動体を反モータ方向へ押し出すためのピニオン押出用ソレノイド８と、モータ接点を開閉するモータ通電用スイッチ１０とを備え、両者の作動をＥＣＵにより個々に独立して制御でき、且つ、モータ２とピニオン６との間の動力伝達経路に衝撃吸収装置１１が配設されている。これにより、エンジンの停止過程における揺動期間中に再始動要求が発生して、逆回転中のリングギヤ５にピニオン６を噛み合わせる場合でも、ピニオン６がリングギヤ５に噛合う過程で生じる発生衝撃を低減できるので、ピニオン６の損傷を防止できる。【選択図】図１
2010255590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により回転力を発生するモータと、
このモータの回転力が伝達されて回転する出力軸と、
前記モータの回転力をエンジンのリングギヤに伝達するためのピニオンを有し、このピニオンと一体に前記出力軸の外周上に配置され、且つ、前記出力軸上を軸方向に移動可能に設けられたピニオン移動体と、
このピニオン移動体をリングギヤ側へ押し出す働きを担うピニオン押出手段と、
前記モータへの通電電流をオン／オフするモータ通電手段とを備え、
前記ピニオン押出手段の作動と前記モータ通電手段の作動を個々に独立して制御できるスタータであって、
前記ピニオンが前記リングギヤに噛合う過程で生じる衝撃を低減する衝撃吸収装置を前記モータと前記ピニオンとの間の動力伝達経路に配置したことを特徴とするスタータ。
【請求項２】
請求項１に記載したスタータにおいて、
前記ピニオンの歯の軸方向リングギヤ側の端面と周方向の噛み合い面とが交差する角部をピニオンの角部と呼び、
前記リングギヤの歯の軸方向ピニオン側の端面と周方向の噛み合い面とが交差する角部をリングギヤの角部と呼び、
前記ピニオンが前記リングギヤに噛合う過程で、前記ピニオンの角部と前記リングギヤの角部とが回転方向に引っ掛かった場合に、前記ピニオンの歯の軸方向リングギヤ側の端部が前記リングギヤの角部により剪断されるトルクを剪断トルクと呼ぶ時に、
前記衝撃吸収装置の発生衝撃を制限する設定トルクは、前記剪断トルクより所定値だけ小さく設定されていることを特徴とするスタータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載したスタータにおいて、
前記衝撃吸収装置は、回転不能に配置された固定摩擦板と、この固定摩擦板に摩擦面係合して回転規制される回転摩擦板とを備え、前記固定摩擦板と前記回転摩擦板との摩擦面係合による回転力断続機能を有することを特徴とするスタータ。
【請求項４】
請求項３に記載したスタータにおいて、
前記モータと前記ピニオンとの間の動力伝達経路には、前記モータの回転を減速する遊星歯車減速装置が配置され、この減速装置の内歯歯車と前記衝撃吸収装置の回転摩擦板とが相対回転不能に係合していることを特徴とするスタータ。
【請求項５】
請求項１〜４に記載した何れかのスタータにおいて、
前記ピニオンの硬度を前記リングギヤの硬度より高く設定したことを特徴とするスタータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを始動させるためのスタータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの停止および再始動を自動制御するエンジン自動停止／再始動装置（以下、アイドルストップ装置と呼ぶ）が公知である。
例えば、特許文献１に開示されたアイドルストップ装置は、ピニオンをリングギヤ側へ押し出すためのピニオン押出手段と、モータの通電電流をオン／オフするモータ通電手段とを備え、そのピニオン押出手段とモータ通電手段とが個別に作動できるように構成されている。この構成を用いると、エンジンが停止する過程の減速中（エンジンが完全に停止する前）に再始動要求が発生した場合でも、回転中のリングギヤにピニオンを押し込んで噛み合わせ、噛み合いが成立した後、モータに通電してエンジンを再始動することが可能である。この方法によれば、エンジンが完全に停止してから再始動を行う場合と比較して、運転者に再始動が遅いと感じさせずに済む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３０８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンが停止する過程では、停止直前に回転数がゼロになった後、オーバーシュートして逆回転する領域が発生し、その後、正回転と逆回転とを繰り返しながら、次第に回転数が低下して停止に至る。従って、エンジンの停止過程で再始動する場合は、エンジンが正回転と逆回転とを繰り返す揺動期間中も当然含まれることになる。この揺動期間中にピニオンをリングギヤに噛み合わせる場合のうち、特に、逆回転期間においては、ピニオンと一体に構成された一方向クラッチの作動がリングギヤ側から見てトルク伝達方向となる。このため、ピニオンがリングギヤとの当接部において引っ掛かった場合は、一方向クラッチの上流側であるモータまで回転させなければピニオンを回転させることができない。この場合、モータの慣性モーメント並びに摩擦負荷を含んだ負荷トルクが衝撃的に加わり、ピニオンとリングギヤとの引っ掛かり部に衝撃荷重が発生する。
【０００５】
また、ピニオンとリングギヤとの引っ掛かり部は、通常、ピニオン側およびリングギヤ側ともに、ギヤの噛み合い面と軸方向端面とが交差する角部に相当し、その角部はエッジ状を呈し、且つ、リングギヤの硬度は、ピニオンの硬度に比べて高い場合が多いため、ピニオンがリングギヤの角部（エッジ）により削られて著しく損傷することがある。
さらに、通常、ピニオンの歯数は、リングギヤの歯数の概ね１０分の１以下と少ないため、ピニオンの歯一枚当たりの損傷率は、リングギヤの１０倍以上となり、ピニオンの寿命が、アイドルストップ装置としての寿命となりかねないことが想定される。従って、ピニオンの損傷を低減することが、アイドルストップ装置としての寿命を向上できることになる。
【０００６】
しかし、従来では、ピニオンの損傷を低減できる対応手段が無かったため、エンジンの逆回転中は、再始動できないように、再始動禁止区間を設定する必要があり、再始動時間を早くするという観点では必ずしも完全ではなく、アイドルストップ装置を非常に使い勝手の悪いものとしていた。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、エンジンが停止する直前の揺動期間中における逆回転時でもピニオンをリングギヤに噛み合わせてエンジンを再始動させることができ、且つ、ピニオンがリングギヤに噛合う過程で生じる衝撃を低減することでピニオンの損傷を防止でき、ひいては、エンジン停止直前の揺動期間中を含めたエンジン停止過程の全領域でエンジンの再始動が可能なスタータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（請求項１の発明）
本発明は、通電により回転力を発生するモータと、このモータの回転力が伝達されて回転する出力軸と、モータの回転力をエンジンのリングギヤに伝達するためのピニオンを有し、このピニオンと一体に出力軸の外周上に配置され、且つ、出力軸上を軸方向に移動可能に設けられたピニオン移動体と、このピニオン移動体をリングギヤ側へ押し出す働きを担うピニオン押出手段と、モータへの通電電流をオン／オフするモータ通電手段とを備え、ピニオン押出手段の作動とモータ通電手段の作動を個々に独立して制御できるスタータであって、ピニオンがリングギヤに噛合う過程で生じる衝撃を低減する衝撃吸収装置をモータとピニオンとの間の動力伝達経路に配置したことを特徴とする。
【０００８】
本発明のスタータは、モータとピニオンとの間の動力伝達経路に衝撃吸収装置を配置したことにより、ピニオンがリングギヤに噛合う過程で生じる衝撃を低減できる。例えば、エンジンの停止過程における揺動期間中に再始動要求が発生して、逆回転中のリングギヤにピニオンを噛み合わせる場合でも、ピニオンとリングギヤとの噛み合いによる発生衝撃を低減できるため、ピニオンおよびリングギヤの摩耗を低減できる。これにより、エンジン停止過程の揺動期間中における逆回転時での再始動が可能になるため、アイドルストップ装置の使い勝手が向上する。また、作動回数が大幅に増加するアイドルストップ用スタータとして必要な寿命を確保することが可能になる。
【０００９】
（請求項２の発明）
請求項１に記載したスタータにおいて、ピニオンの歯の軸方向リングギヤ側の端面と周方向の噛み合い面とが交差する角部をピニオンの角部と呼び、リングギヤの歯の軸方向ピニオン側の端面と周方向の噛み合い面とが交差する角部をリングギヤの角部と呼び、ピニオンがリングギヤに噛合う過程で、ピニオンの角部とリングギヤの角部とが回転方向に引っ掛かった場合に、ピニオンの歯の軸方向リングギヤ側の端部がリングギヤの角部により剪断されるトルクを剪断トルクと呼ぶ時に、衝撃吸収装置の発生衝撃を制限する設定トルクは、剪断トルクより所定値だけ小さく設定されていることを特徴とする。
本発明によれば、例えば、エンジンの停止過程における揺動期間中に再始動要求が発生して、逆回転中のリングギヤにピニオンを噛み合わせる場合でも、ピニオンとリングギヤとの噛み合いによる発生衝撃を低減できるので、ピニオンの歯の端部が削れ難くなる。その結果、ピニオンの損傷を低減でき、スタータの信頼性を向上できる。
【００１０】
（請求項３の発明）
請求項１または２に記載したスタータにおいて、衝撃吸収装置は、回転不能に配置された固定摩擦板と、この固定摩擦板に摩擦面係合して回転規制される回転摩擦板とを備え、固定摩擦板と回転摩擦板との摩擦面係合による回転力断続機能を有することを特徴とする。
本発明の衝撃吸収装置は、固定摩擦板に対し回転摩擦板が摩擦面係合によって回転規制されているため、エンジン停止過程における逆回転期間の如く、複数の脈動回転数に起因する複数回の衝撃が発生する場合でも、その都度（衝撃が発生する毎）、回転摩擦板が空転する（固定摩擦板に対し滑る）ことにより、続けて効果的に衝撃を吸収できる。
【００１１】
（請求項４の発明）
請求項３に記載したスタータにおいて、モータとピニオンとの間の動力伝達経路には、モータの回転を減速する遊星歯車減速装置が配置され、この減速装置の内歯歯車と衝撃吸収装置の回転摩擦板とが相対回転不能に係合していることを特徴とする。
従来の通常スタータに用いられる衝撃吸収機構を流用できるので、アイドルストップ用スタータのコスト上昇を抑制できる。
【００１２】
（請求項５の発明）
請求項１〜４に記載した何れかのスタータにおいて、ピニオンの硬度をリングギヤの硬度より高く設定したことを特徴とする。
本発明によれば、リングギヤに比べて歯数が少なく、且つ、損傷が増加しやすいピニオンの歯の端面部の損傷を低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】スタータの全体図である。
【図２】減速装置と衝撃吸収装置の構成を示す断面図である。
【図３】ピニオン押出用ソレノイドとモータ通電用ソレノイドの断面図である。
【図４】スタータの電気回路図である。
【図５】エンジン停止過程におけるエンジン回転数を横軸に時間を取って示した図である。
【図６】エンジン停止過程の揺動期間において逆回転中のリングギヤにピニオンが噛み合う過程を示す作動説明図である。
【図７】エンジン停止過程において正回転中のリングギヤにピニオンが噛み合う過程を示す作動説明図である。
【図８】ピニオンとリングギヤとの関係を軸方向から示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例】
【００１５】
本実施例のスタータ１は、図１に示す様に、回転力を発生するモータ２と、このモータ２の回転を減速する減速装置３と、この減速装置３を介してモータ２の回転が伝達される出力軸４と、モータ２の回転力をエンジンのリングギヤ５に伝達するためのピニオン６と一体に構成されて出力軸４の外周上に配置されるピニオン移動体（後述する）と、シフトレバー７を介してピニオン移動体を反モータ方向（図１の左方向）へ押し出す働きを有するピニオン押出用ソレノイド８と、バッテリ９（図４参照）からモータ２に電流を流すためのモータ回路に設けられるモータ接点（後述する）の開閉を行うモータ通電用スイッチ１０と、ピニオン６がリングギヤ５に噛合う過程で生じる衝撃を低減する衝撃吸収装置１１等より構成される。
【００１６】
モータ２は、例えば、複数の永久磁石によって構成される界磁１２と、電機子軸１３の一方の端部に整流子１４を設けた電機子１５と、整流子１４の外周面（整流子面と呼ぶ）に当接して配置され、且つ、ブラシスプリング１６によって整流子面に押圧されるブラシ１７等を備える直流ブラシ付きモータである。なお、モータ２の界磁１２は、永久磁石の代わりに、界磁コイルによる電磁石界磁を用いることも出来る。
減速装置３は、図２に示す様に、電機子軸１３の反整流子側端部に設けられる太陽歯車１８と、この太陽歯車１８と同心に配置され、且つ、衝撃吸収装置１１を介して回転規制される内歯歯車１９と、両歯車１８、１９に噛み合う複数の遊星歯車２０と、この遊星歯車２０の公転運動を拾う遊星キャリア２１とで構成される周知の遊星歯車減速装置であり、遊星キャリア２１が出力軸４と一体に設けられている。
【００１７】
出力軸４は、減速装置３を介して電機子軸１３と同一軸線上に配置され、電機子１５の回転が減速装置３で減速されて伝達される。
ピニオン移動体は、クラッチ２２とピニオン６とで構成される。
クラッチ２２は、図１に示す様に、出力軸４の外周にヘリカルスプライン嵌合するアウタ２２ａと、このアウタ２２ａの内周に相対回転自在に配置されるインナ２２ｂと、アウタ２２ａとインナ２２ｂとの間で回転力の伝達を断続するローラ２２ｃと、このローラ２２ｃを付勢するローラスプリング（図示せず）等を有し、ローラ２２ｃを介してアウタ２２ａからインナ２２ｂへ一方向のみ回転力を伝達する一方向クラッチとして構成されている。
ピニオン６は、クラッチ２２のインナ２２ｂと一体に設けられ、出力軸４の外周に軸受２３を介して相対回転自在に支持されている。
【００１８】
ピニオン押出用ソレノイド８とモータ通電用スイッチ１０は、それぞれ通電によって電磁石を形成するソレノイドコイル２４とスイッチコイル２５を有し、このソレノイドコイル２４とスイッチコイル２５との間に、両者に共通して用いられる固定鉄心２６を配置すると共に、ピニオン押出用ソレノイド８の外周を覆うソレノイドヨーク２７と、モータ通電用スイッチ１０の外周を覆うスイッチヨーク２８とが軸方向に連続して形成され、一つの全体ヨークとして一体に設けられている。すなわち、ピニオン押出用ソレノイド８とモータ通電用スイッチ１０は、図１に示す様に、両者が軸方向に直列に配設されて一体に構成され、モータ２と並列に配置されてスタータハウジング２９に固定されている。
【００１９】
全体ヨークは、図３に示す様に、軸方向一端側（図示左側）の端部に円環状の底面を有し、他端側の端部が開口する有底の筒形状であり、軸方向の一端から他端まで外径が同一寸法を有し、且つ、ソレノイドヨーク２７を形成する軸方向一端側より、スイッチヨーク２８を形成する軸方向他端側の方が内径が大きく、肉厚が薄く設けられている。つまり、全体ヨークの内周面には、ソレノイドヨーク２７を形成する軸方向一端側と、スイッチヨーク２８を形成する軸方向他端側との間に段差が設けられている。
固定鉄心２６は、全体ヨークの他端側に開口する開口端（スイッチヨーク２８の開口端）からスイッチヨーク２８を形成する軸方向他端側の内部に挿入され、軸方向一端側の外周端面が、全体ヨークの内周面に設けられる段差に当接して軸方向に位置決めされる。
【００２０】
以下、全体ヨーク（ソレノイドヨーク２７とスイッチヨーク２８）と固定鉄心２６以外のピニオン押出用ソレノイド８およびモータ通電用スイッチ１０の構成について、図３および図４を参照して説明する。
ピニオン押出用ソレノイド８は、ソレノイドヨーク２７を形成する全体ヨークの軸方向一端側の内周に配置される前記ソレノイドコイル２４と、固定鉄心２６の内径側に設けられる一方の吸着面に対向してソレノイドコイル２４の内周を軸心方向に可動するプランジャ３０と、このプランジャ３０の動きをシフトレバー７に伝達するジョイント３１等より構成される。
【００２１】
ソレノイドコイル２４は、一方の端部がコネクタ端子３２（図４参照）に接続され、他方の端部が、例えば、固定鉄心２６の表面に溶接等により固定されてアースされている。コネクタ端子３２には、スタータリレー３３に繋がる電気配線が接続される。
スタータリレー３３は、スタータ１の作動を制御する電子制御装置であるＥＣＵ３４（図４参照）によってオン／オフ制御され、このスタータリレー３３がオン制御されると、バッテリ９からスタータリレー３３を通じてソレノイドコイル２４に通電される。
【００２２】
プランジャ３０は、ソレノイドコイル２４への通電により固定鉄心２６が磁化されると、その固定鉄心２６との間に配設されるリターンスプリング３５の反力に抗して固定鉄心２６の一方の吸着面に吸着され、ソレノイドコイル２４への通電が停止すると、リターンスプリング３５の反力で反固定鉄心方向（図３の左方向）へ押し戻される。このプランジャ３０は、径方向の中央部に円筒孔を有する略円筒状に設けられ、その円筒孔は、プランジャ３０の軸方向一端側に開口して、他端側に底面を有している。
【００２３】
ジョイント３１は、ドライブスプリング（図示せず）と共にプランジャ３０の円筒孔に挿入されている。このジョイント３１は、棒状に設けられ、プランジャ３０の円筒孔から突き出る一端側の端部にシフトレバー７の一方の端部が係合する係合溝３１ａが形成され、他端側の端部にフランジ部が設けられている。フランジ部は、円筒孔の内周に摺動可能な外径を有し、ドライブスプリングの荷重を受けて円筒孔の底面に押し付けられている。  ドライブスプリングは、プランジャ３０の移動により、シフトレバー７を介して反モータ方向に押し出されたピニオン６の端面がリングギヤ５の端面に当接した後、プランジャ３０が固定鉄心２６の一方の吸着面に吸着されるまで移動する間に圧縮されて、ピニオン６をリングギヤ５に噛み込ませるための反力を蓄える。
【００２４】
モータ通電用スイッチ１０は、スイッチヨーク２８を形成する全体ヨークの軸方向他端側の内周に配置される前記スイッチコイル２５と、固定鉄心２６の内径側に設けられる他方の吸着面に対向してスイッチコイル２５の軸心方向に可動する可動鉄心３６と、全体ヨークの他端側に開口する開口部（スイッチヨーク２８の開口部）を塞いで組み付けられる樹脂製の接点カバー３７と、この接点カバー３７に固定される２本の端子ボルト３８、３９と、この２本の端子ボルト３８、３９に固定される一組の固定接点４０と、この一組の固定接点４０間を電気的に断続する可動接点４１等より構成される。
【００２５】
スイッチコイル２５は、一方の端部が外部端子４２（図４参照）に接続され、他方の端部が、例えば、固定鉄心２６の表面に溶接等により固定されてアースされている。外部端子４２は、例えば、接点カバー３７の端面より外部に突き出て設けられ、ＥＣＵ３４に繋がる電気配線が接続される。
スイッチコイル２５の径方向外周側と軸方向の反固定鉄心側には、それぞれ磁路の一部を形成する軸方向磁路部材４３と径方向磁路部材４４が配置されている。
軸方向磁路部材４３は、円筒形状を有し、スイッチヨーク２８の内周に略隙間無く挿入されて、軸方向一端側の端面が固定鉄心２６の外周表面に当接して軸方向に位置決めされている。
【００２６】
径方向磁路部材４４は、スイッチコイル２５の軸心方向に対し直交して配置され、軸方向一端側の外周端面が、軸方向磁路部材４３の軸方向端面に当接してコイル側の位置が規制されている。この径方向磁路部材４４は、可動鉄心３６が軸心方向へ移動できる様に、径方向の中央部に丸孔が開口している。
可動鉄心３６は、スイッチコイル２５への通電により固定鉄心２６が磁化されると、その固定鉄心２６との間に配設されるリターンスプリング４５の反力に抗して固定鉄心２６の他方の吸着面に吸着され、スイッチコイル２５への通電が停止すると、リターンスプリング４５の反力で反固定鉄心方向（図３の右方向）へ押し戻される。
【００２７】
接点カバー３７は、円筒状の脚部３７ａを有し、この脚部３７ａがスイッチヨーク２８を形成する全体ヨークの軸方向他端側の内周に挿入されて、脚部３７ａの端面が径方向磁路部材４４の表面に当接した状態で配置され、全体ヨークの開口端部にかしめ固定されている。
２本の端子ボルト３８、３９は、モータ回路の高電位側（バッテリ９側）に接続されるＢ端子ボルト３８と、モータ回路の低電位側（モータ２側）に接続されるＭ端子ボルト３９である。一組の固定接点４０は、２本の端子ボルト３８、３９と別体（一体でも可能）に設けられ、接点カバー３７の内側で２本の端子ボルト３８、３９と電気的に接触して機械的に固定されている。
【００２８】
可動接点４１は、一組の固定接点４０より反可動鉄心側（図３の右側）に配置され、可動鉄心３６に固定された樹脂製のロッド４６の端面に接点圧スプリング４７の荷重を受けて押し付けられている。但し、接点圧スプリング４７の初期荷重よりリターンスプリング４５の初期荷重の方が大きく設定されるので、可動接点４１は、スイッチコイル２５が非通電の時に、接点圧スプリング４７を押し縮めた状態で接点カバー３７の内部座面３７ｂに着座している。
モータ接点は、一組の固定接点４０と可動接点４１とで形成され、可動接点４１が接点圧スプリング４７に付勢されて所定の押圧力で一組の固定接点４０に当接し、可動接点４１を介して両固定接点４０間が導通することによりモータ接点が閉成された状態となり、可動接点４１が一組の固定接点４０から離れて両固定接点４０間の導通が遮断されることによりモータ接点が開成された状態となる。
【００２９】
衝撃吸収装置１１は、図２に示す様に、センタケース４８に回転規制される固定摩擦板４９と、この固定摩擦板４９とセンタケース４８との間に挟持され、且つ、減速装置３の内歯歯車１９と相対回転不能に係合する回転摩擦板５０と、固定摩擦板４９を回転摩擦板５０側へ押圧する皿ばね５１等より構成され、回転摩擦板５０が固定摩擦板４９と摩擦面係合して回転規制されている。この衝撃吸収装置１１は、予め設定された設定トルクを超える過大なトルクがスタータ１の動力伝達経路に作用した時に、回転摩擦板５０が固定摩擦板４９に対し摩擦力に抗して空転する（滑る）ことにより、過大トルクの伝達を遮断する働きを有している。
センタケース４８は、スタータハウジング２９の開口部側の内部に出力軸４と直交して配置され、スタータハウジング２９に対し周方向に回り止めされ、且つ、軸方向に位置決めされている。
【００３０】
次に、スタータ１の作動を説明する。
ａ）通常のエンジン始動を行う場合「エンジンが停止している状態で運転者がイグニッションスイッチ（図示せず）をオン操作してエンジンを始動させる場合」。
イグニッションスイッチのオン操作によって発生するエンジン始動信号を受けてＥＣＵ３４がスタータリレー３３をオン制御する。これにより、バッテリ９からピニオン押出用ソレノイド８のソレノイドコイル２４に通電され、磁化された固定鉄心２６の一方の吸着面にプランジャ３０が吸引されて移動する。このプランジャ３０の移動に伴い、シフトレバー７を介してピニオン移動体が反モータ方向へ押し出され、ピニオン６の端面がリングギヤ５の端面に当接して停止する。
【００３１】
エンジン始動信号の発生から所定時間経過後に、ＥＣＵ３４からモータ通電用スイッチ１０に対してオン信号が出力される。これにより、スイッチコイル２５に通電されて可動鉄心３６が固定鉄心２６の他方の吸着面に吸引され、可動接点４１が一組の固定接点４０に当接して接点圧スプリング４７に付勢されることでモータ接点が閉成する。その結果、モータ２に通電されて電機子１５に回転力が発生し、その回転力が出力軸４に伝達され、さらに、出力軸４の回転がクラッチ２２を介してピニオン６に伝達される。ピニオン６がリングギヤ５と噛み合い可能な位置まで回転すると、ドライブスプリングに蓄えられた反力によってピニオン６がリングギヤ５に噛み合わされ、ピニオン６からリングギヤ５に回転力が伝達されてエンジンをクランキングする。
【００３２】
エンジンが始動すると、ＥＣＵ３４からエンジン停止信号が出力されて、ピニオン押出用ソレノイド８のソレノイドコイル２４およびモータ通電用スイッチ１０のスイッチコイル２５への通電が停止される。これにより、ピニオン押出用ソレノイド８の吸引力が消滅してプランジャ３０が押し戻されるため、ピニオン６がリングギヤ５から離脱して、クラッチ２２と一体に出力軸４の外周上を静止位置（図１に示す位置）まで後退して停止する。また、モータ通電用スイッチ１０の吸引力が消滅して可動鉄心３６が押し戻されることにより、モータ接点が開いてバッテリ９からモータ２への通電が停止され、電機子１５の回転が次第に減速して停止する。
【００３３】
ｂ）次に、アイドルストップが実施された場合、または、運転者によりイグニッションスイッチがエンジン停止位置に操作された場合の作動を図５〜図８を用いて説明する。
なお、図５に示すグラフは、横軸に時間を取ってエンジンが停止する過程の回転数Ｎｅｇを表したもので、図中の「Ｘ」はエンジン停止信号の発生ポイント、「Ｃｍ」は運転者の意志変化による再始動要求発生ポイント、「Ｓｐ」はピニオン押出し用ソレノイド８の作動開始ポイント、「Ｓｍ」はモータ通電用スイッチ１０の作動開始ポイントである。また、横軸に示す「Ｔｓ」はエンジンの自立再始動可能区間、「Ｔｔ」はエンジンの再始動に対してスタータ１による回転アシストが必要な期間を示し、このうち「Ｔｎ」はエンジンが正回転方向の期間、「Ｔｒ」はエンジン停止直前の逆回転を含んだ期間（エンジンが逆回転と正回転とを繰り返す揺動期間）を示している。
また、図６は、図５のＴｒ期間において逆回転期間中にピニオン６がリングギヤ５に噛み合う過程を示し、図７は、図５のＴｎ期間であるエンジン正回転期間中にピニオン６がリングギヤ５に噛み合う過程を示している。
【００３４】
図５のＸ点でエンジン停止信号が発生すると、ＥＣＵ３４からエンジン停止信号が出力されて、エンジンへの燃料噴射および吸気の供給が停止される。これにより、エンジンは停止過程に入り、リングギヤ５が回転降下を始める。このリングギヤ５の回転降下中において、図５に示すＴｒ期間の逆回転期間中に運転者の意志変化によって再始動要求が発生すると、ＥＣＵ３４は、エンジン回転数検出手段５２（図４参照）からの信号を基に、スタータ１による回転アシストが必要な領域にあると判断して、ピニオン押出し用ソレノイド８に対しオン信号を出力し、このオン信号の出力から所定の遅れ時間が経過した時点でモータ通電用スイッチ１０に対しオン信号を出力する。これにより、ピニオン移動体が反モータ方向へ押し出されて、図６に示す様に、逆回転中のリングギヤ５にピニオン６が噛み合った後、モータ２に通電されて電機子１５が回転し、その回転力がピニオン６からリングギヤ５に伝達されて、図５に破線グラフで示す様に、エンジン回転数が上昇してエンジンが再始動する。
【００３５】
逆回転中のリングギヤ５に対するピニオン６の噛み合い挙動において、図６（ｂ）に示す様に、ピニオン６の角部６ａ（ピニオン６の歯の軸方向リングギヤ５側の端面と周方向の噛み合い面とが交差する角部）と、リングギヤ５の角部５ａ（リングギヤ５の歯の軸方向ピニオン側の端面と周方向の噛み合い面とが交差する角部）とが回転方向に引っ掛かると、リングギヤ５側から見てクラッチ２２はトルク伝達方向となり、空転することはない。このため、クラッチ２２より上流側であるモータ２の慣性モーメント及び摩擦トルクが減速装置３の作用により増幅され、結果として、大きな衝撃トルクがピニオン６とリングギヤ５との引っ掛かり部に作用するが、衝撃トルクが衝撃吸収装置１１の設定トルクに達すると、衝撃吸収装置１１の回転摩擦板５０が空転することで、トルク値の上昇が抑制される。なお、衝撃吸収装置１１の発生衝撃を制限する設定トルクは、ピニオン６の角部６ａとリングギヤ５の角部５ａとが引っ掛かった時に、ピニオン６の歯の軸方向リングギヤ側の端部（リングギヤ５の歯と径方向に重なるピニオン６の歯の軸方向端部：図８に示す斜線部）がリングギヤ５の角部５ａにより剪断される時の剪断トルクより所定値だけ小さく設定されている。
【００３６】
一方、図５に示すＴｎ期間中（エンジンの正回転中）に運転者の意志変化によって再始動要求が発生した場合は、図７（ａ）、（ｂ）に示す様に、正回転中のリングギヤ５に対しピニオン６が前進して、ピニオン６の面取り部６ｂとリングギヤ５の面取り部５ｂとが引っ掛かり、この時、クラッチ２２がリングギヤ５側から見て空転方向となるため、リングギヤ５の回転にピニオン６の回転が瞬時に同期する。同期の瞬間からもリングギヤ５は回転降下するため、図７（ｃ）、（ｄ）に示す様に、ピニオン６とリングギヤ５の相対位置がずれることにより、ピニオン６が更に前進してリングギヤ５に噛み合う。
このＴｎ期間中にピニオン６をリングギヤ５に噛み合わせる場合は、図７（ｂ）に示す様に、ピニオン６の面取り部６ｂとリングギヤ５の面取り部５ｂとが引っ掛かった時に、クラッチ２２がリングギヤ５側から見て空転方向となるため、ピニオン６とリングギヤ５との引っ掛かり部に過大な衝撃トルクが作用することはない。
【００３７】
（実施例の効果）
本実施例のスタータ１は、ピニオン押出用ソレノイド８の作動と、モータ通電用スイッチ１０の作動とをＥＣＵ３４により個々に独立して制御できる構成であるため、エンジン停止過程の正回転中において、例えば、ピニオン押出用ソレノイド８を作動させてピニオン移動体をリングギヤ５側へ押し出すことにより、ピニオン６をリングギヤ５に噛み合わせることが可能であり、噛み合い後にモータ２に通電して再始動を行うことが出来る。
また、モータ２とピニオン６との間の動力伝達経路に衝撃吸収装置１１を配設しているので、エンジンの停止過程における揺動期間中に再始動要求が発生して、逆回転中のリングギヤ５にピニオン６を噛み合わせる場合でも、ピニオン６の角部６ａとリングギヤ５の角部５ａとが引っ掛かった時に生じる発生衝撃を低減できる。その結果、ピニオン６の損傷を防止でき、且つ、ピニオン６およびリングギヤ５の摩耗を低減できるため、エンジンが停止する直前の揺動期間中における逆回転時を含むエンジン停止過程の全領域で再始動が可能になり、アイドルストップ装置の使い勝手が向上する。また、作動回数が大幅に増加するアイドルストップ用スタータ１として必要な寿命を確保することが可能になる。
【００３８】
衝撃吸収装置１１は、固定摩擦板４９と回転摩擦板５０との摩擦面係合による回転力断続機能を有しているので、エンジン停止過程における逆回転期間の如く、複数の脈動回転数に起因する複数回の衝撃が発生する場合でも、その都度（衝撃が発生する毎）、回転摩擦板５０が空転する（固定摩擦板４９に対し滑る）ことにより、続けて効果的に衝撃を吸収できる。
【００３９】
（変形例）
実施例に記載したスタータ１において、ピニオン６の硬度をリングギヤ５の硬度より高く設定しても良い。これにより、ピニオン６がリングギヤ５に噛合う過程でピニオン６の角部６ａとリングギヤ５の角部５ａとが引っ掛かった時に、ピニオン６の歯の端部が損傷することを抑制できる。
また、リングギヤ５は、歯の噛み合い面と軸方向端面との交差部に、歯のモジュールの十分の一以上の面取り、あるいは、Ｒ形状を形成しても良い。この場合、リングギヤ５の歯の噛み合い面と軸方向端面との交差部がエッジ状ではなくなるため、ピニオン６の角部６ａとリングギヤ５の角部５ａとが引っ掛かった時に、その引っ掛かり部の応力が緩和されることにより、ピニオン６の損傷を低減できる。
【符号の説明】
【００４０】
１    スタータ
２    モータ
３    減速装置
４    出力軸
５    リングギヤ
５ａ  リングギヤの角部
６    ピニオン（ピニオン移動体）
６ａ  ピニオンの角部
８    ピニオン押出用ソレノイド（ピニオン押出手段）
１０    モータ通電用スイッチ（モータ通電手段）
１１    衝撃吸収装置
１９    減速装置の内歯歯車
２２    クラッチ（ピニオン移動体）
４９    衝撃吸収装置の固定摩擦板
５０    衝撃吸収装置の回転摩擦板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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